For optical qubit encoding, laser phase noise limits the coherence time for qubit manipulations.In this thesis, we address this challenge by replicating a low-phase-noise laser system for qubit manipulation of trapped ions in a cryogenic environment. Using injection locking technology, we inject a laser diode with another laser, ensuring the replicated light retains the same spectral properties. We describe the implementation of this technique, analyse its impact on the laser spectrum, and validate it by comparing its coherence time on a trapped-ion qubit with the previously used laser.Our results demonstrate that the new laser system preserves the coherence time achieved with the seed laser, with a qubit coherence time of $T_{coh}= \SI{2.52\pm0.15}{\milli\second} $, paving the way for scalable and robust quantum computing and simulation in the cryogenic setup. In the future, the laser phase noise may be further reduced by spectral filtering techniques with a narrowband optical cavity. This work contributes to overtake one of the key obstacles in trapped-ion quantum computation: having long qubit coherence time.

Laserfasbrus är den begränsande faktorn för koherenstiden vid manipulering av optiskt kodade qubitar. I denna masteruppsats återskapar jag ett lasersystem med lågt fasbrus för qubitmanipulering av fångade joner i kryogen miljö. Med hjälp av laserlåsningsteknik kan vi injicera en laserdiod med en extern laser, vilket producerar laserljus med samma spektrala egenskaper som ursprungslasern. I denna uppsats beskriver jag hur tekniken har implementerats, analyserar dess påverkan på laserspektrumet och bekräftar dess egenskaper genom att jämföra koherenstiden av den byggda lasern med ursprungslasern vid interaktion med de fångade jonerna. Resultatet visar att det nya lasersystemet ger samma koherenstid som ursprungslasern, en koherenstid på $T_{coh}= \SI{2.52\pm0.15}{\milli\second} $ för qubiten. Resultatet är ett viktigt steg mot skalbar och robust kvantberäkning och kvantsimulering i kryogen miljö. Laserfasbruset kan framöver minskas ytterligare genom spektralfiltreringstekniker; med hjälp av en optisk kavitet med smal bandbredd. Projektet har bidragit till framsteg inom ett av de mest utmanande områdena inom kvantberäkning med fångade joner: lång koherenstid för qubitarna.